机器视觉在光学加工检测中的应用

滕悦 徐少川

摘 要：伴随着我国自动化控制的发展，机器对于视觉的处理技术日渐成熟，并随着各个领域的现代化发展得到愈发广泛的应用。机器视觉系统主要通过对于图像信息的处理，实现用机器代替人眼进行判断和测量。本文通过阐述机器视觉技术的具体概念，分析机器视觉在光学加工检测中的应用，进一步探讨机器视觉在未来光学发展中的应用，以供读者参考。

关键词：机器视觉；加工检测；图像处理；自动化

所谓机器视觉，其主要通过利用计算机进行人类智能行为的模拟，并且从客观的事物图像中进行处理和理解，最终在检测与控制中得到实现。而通过机器对所运输的影响判读处理，可以很大程度上节省人力资源的耗费，也可以提升检测与控制的精确程度。

1 机器视觉系统的主要组成

作为光学加工中一个较为独特的领域，机器视觉是一项较为综合的技术，其中包括数字图像的处理以及光源的加工与照明、光学成像、机械控制等技术。系统的运行机制也是优先采用CCD摄像系统进行待测目标信号的检测，并通过A/D的转换接口将其转变成为数字信号，再依据具体的亮度差异、像素分布以及色彩的差异进行系统目标获取特征的进程，最后依据预设的判别标准进行结果的预判，进而控制对应的驱动机构进行处理。

机器视觉系统可以较为自动快速的进行信息获取和处理，这在一定程度上十分有利于光学加工领域中未完全自动化的问题。而系统通过对于抛光的区域进行图像的采集和处理，在进行标准面型的对比分析之后可以很快的生成下一步的抛光路径，并且在完成抛光加工的过程中不需要再进行人工的干预。一方面可以提升机器视觉系统的抛光准确度，另一方面也可以提升生产效率以及资源的利用率。

2 机器视觉在光学加工中的应用现状

2.1 工业中的机器视觉

机器的视觉系统和要检测的物体之间是没有直接接触的，所以许多并不适合人眼直接观测的环境十分适合机器视觉技术的应用，其不仅仅是视觉的反馈效果，而且其具有一定的分辨精度和平衡性，处理速度也更快。而在我国的电子制造领域，机器视觉的主要作用是引导机器人进行高精度的定位和元件放置，也可以进行一些器件的表层检测。机械领域中的机器视觉技术主要应用于部件的识别和检测，通过其反馈机制来获取高量的产量和成品率。食品工程领域的机器视觉则主要是在包装的检测以及分类方面大有用途，进一步优化生产流程。医药学领域的机器视觉系统主要用作标签的识别和检测。

2.2 光学加工检测中的机器视觉

抛光技术是光学检测整体流程中重要的一步，虽然其是在整体流程的最后一步进行，但是这一步骤一旦缺失任何一小部分就可能影响整个部件的不合格，而再次的进行更换或者制造这些部分就需要花费较多的时间以及能源，在污染上也会产生更多的剂量。我国传统的抛光技术在过去几十年以内并没有在自动化方面有较大的突破，但是其他方面的制造工艺却早已经实现了自动化以及技术的创新。因此研磨与抛光加工过程是需要人工执行的重要方面。对于曲面进行抛光在工业领域也有着重要的意义。

而随着资源、人力和时间的消耗，当前光学加工检测工艺中重要的发展方面就在于环境的保护，西方学者Dieste等人研究出机器视觉系统技术在实际抛光流程中的应用。机器的视觉检测系统和CAD系统以及机器集成性是密切相关的。在一般加工中，需要准备加工的部件在进行粗加工之后可以由技术人员对于抛光区域进行彩色的标记，机器的视觉系统可以自动的获取这部分区域。并且在完成抛光过程之后对于这些标记区域进行图像的采集，对于所得到的标记轮廓区域进行标准面型的对比分析，生成相对应的数据。其中也包括下一步的抛光路径和时间，系统也将会自动地进行下一轮的抛光处理，直到检测的区域和标准面型是一致的为止退出加工的流程，也结束了一阶段的抛光处理。

而通过颜色渐进CCD的摄像机进行处理图像，可以对于图像边缘提取的采集。图像的边缘提取是机器视觉系统中最为核心的算法，其蕴含着大量图像特征中的信息，也为后续拟合以及特征的划分提供大量有意义的信息。边缘的提取直接与机器视觉系统中的特征有关系，也是多种图像处理技术的基础。人们对其也进行大量的研究，随着社会的发展也提出了许多先进的算法与技术，例如Canny算法技术、LOG算法技术以及Robert算法技术等等。这些算法可以进一步的研究并且改进其对于图像处理的能力，进而提升视觉系统在具体加工检测中的应用。

通过对于图像信息处理技术的探索，可以在一定程度上加大机器视觉系统在运用光源和镜头等其他技术的准确性，保证使用效率。而机器视觉技术可以在一定程度上实现光学加工检测成品的自动化检测，从而逐渐推动工业加工流程的具体自动化，提升企业的生产效率，也可以提升資源的利用率，最大化加强对于环境的生态保护。

3 总结与展望

伴随着近年以来对于图像处理算法的研究，我国在光学加工检测中的自动化检测程度越来越高，机器的视觉技术也在多方面受到人们的重视，并且加大机器视觉技术在光学加工工艺中的发展可以提升生产过程中所面对的一些需要解决的问题，也可以提升检测的准确度，提升整体工作的效率；而通过机器对所运输的影响判读处理，可以很大程度上节省人力资源的耗费，也可以提升检测与控制的精确程度。本文一方面介绍了机器视觉技术的具体构成及其中的关键性技术，另一方面探讨了在光学加工检测技术中的应用，和传统的生产流程进行对比之后笔者得出机器视觉技术在光学加工与检测中的巨大优势。而当前资源的消耗以及环境的保护逐渐成为人们对于发展所不能忽视的关键词，其也体现在生产中要求技术不断发展，从而提升资源的利用率，最大化提升生产效率。

参考文献：

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[2]宋国庆，吴育民，冯云鹏，刘景伟.机器视觉在光学加工检测中的应用[J].影像科学与光化学，2016，34（01）：3035.

[3]杨刚.机器视觉在自动光学检测系统中的应用[J].橡塑技术与装备，2015，41（14）：7475+81.